廉價隔離型高精度D/A轉換器

經過實測得到表1所示測量數據。

表1 未校正前電流輸出測量值 單位：mA

誤差與設定值的關系可用兩條直線（ab、ac）

描述，如圖3所示。

通過對以上測量數據的分析，測量值與設置值之間存在著一定的誤差，原因主要有以下幾點：

①本電路用到了雙積分RC電路，RC電路中充、放電過程存在著非線性問題，同時電路中的電容存在著精度、漏電等問題，因此輸入脈寬調制信號轉化為直流電壓時存在一定的非線性關系，產生了一定的誤差。

②跟隨器主要由運算放大器構成，如果是理想的運算放大器，則“虛短”和“虛斷”的條件才成立，而實際應用中，沒有理想的運算放大器。因此，正相、反相輸入端電壓差不為零，也會產生一定的誤差。

3 解決方法

通過對上述測量數據的比較、分析，可采用軟件線性回歸的方法對輸出電流進行校正。

設直線方程y=ax+b,其中y為校正后PWM的脈寬設定值，x為電流輸出設定值。

本電路校正方法是：將數據從2mA處分為兩段進行線性回歸。

直線ac：

y=a1x+b1,a1=(2-0.5)/(2-0.0486 9),b1=2-a1×2;

直線ab；

y=a2x+b2,a2=(20-2)/(20.14-2),b2=2-a2×1。

通過單片機校正后，實測數據和表2所列。

表2 校正后電流輸出值

經過上述方法校正，輸出電流值的精度達到±0.1%。

4 結論

本電路的硬件部分采用通用器件，結構簡單，成本低；充分利用了89C52的定時器資源，使用了定時器T0、T1、T2。89C52的其它端口和引腳都未被占用，這樣，該電路可以很容易地移植到其它控制系統和測量系統中；同時采用軟件對輸出電流進行校正，精度達到±0.1%；具有串行接口，便于組網控制；因此，本電路具有光電隔離、通用性強、精度高、低成本的特點，且實用價值較高。